Полюс электрической машины

)5 Н 02 К 1/20 ОПИ ТЕН ИЕ ПАТЕНТ АШИНЫ с электриник, сжаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СЬЬ 400249, кл, Н 02 К 1/20, 1976Авторское свидетельство СЬ 240400, кл. Н 02 К 1/20, 1969(54) ПОЛЮС ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ 57) Сущность изобретения: пол ческой машины, содержит серд Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к полюсам индукторов синхронных и постоянного тока машин.Целью изобретения является повышение предельной мощности и частоты вращения электрической машины за счет повышения эффективности охлаждения полюсных башмаков и демпферной обмотки путем расположения стяжных шпилек-охладителей выше у линии, соединяющей полюсные сердечник и башмак, снижение концентрации магнитной индукции за счет выполнения стяжных шпилек-охладителей из магнитной коррозионно-стойкой стали, уменьшение потерь на возбуждение за счет снижения индукции в сечении охладителей путем циркуляции по их гидравлическим каналам магнитной охлаждающей жидкости.На фиг.1 представлен продольный разрез полюса электрической машины 1, состоящий из шихтованного сердечника 3, сжимаемого с торцов щеками 2 и 3, которые выполнены без козырьков, с помощью стяжных шпилек 5 и гаек 6, а также с помощью тый щеками с помощью стяжных элементов и гаек и полых шпилек-охладителей, прямого и обратного гидравлических контуров, выполненных с гидравлическими каналами, причем шпильки-охладители размещены вблизи плоскости соединения полюсного башмака и сердечника, В качестве охлаждающего агента могут использоваться: дистиллят, техническая вода, магнитная жидкость. Шпильки-охладители изготовлены из коррозионно-стойкого магнитного металла. 2 з,п. ф-лы, 3 ил. полых шпилек 7, выполненных с центральным гидравлическим отверстием 8, причемполые шпильки-охладители 7 расположены Звблизи линии соединения сердечника 2 ибашмака 9, а циркулирующая по их отверстиям 8 отводит потери с поверхности башмака 9 Ж и из демпферных стержней 10, аизолированных диэлектриком 11. На шпильки-охладители 7 навинчены гайки 14, которыми сердечник 2 и башмак 9 сжимаются в ааксиальном направлении. Со стороны щеки Я)12 к стяжным шпилькам-охладителям 7 а ид7 б приварены напорные трубопроводы 15 а Ои 15 б, которые проходят радиально вниз ксливному или напорному коллекторам. а внижней части напорные трубопроводы 15 а 4и 15 б соединены перемычкой 17 (фиг.З, вид ф 4Д). Обратный контур гидравлической цепишпилек-охладителей 7 в присоединен ксливному коллектору трубопроводом 20, С ( рторца - 13 гидравлические прямые контуры7 а и 7 б соединены с обратным контуром 7 ас помощью перемычки 19, привариваемойгерметичными швами к шпилькам - охладителям 7 а, 7 б, 7 в. Сердечник 2 изолировандиэлектриком 21 от обмотки возбуждения - 22 состоящей из полых витков 23, по которым циркулирует охлаждающая жидкость - дистиллят, подаваемый от автономных коллекторов, Трубопроводы 15 а и 156 и 20 закреплены на щеке 4 с помощью накладки 24. Демпферные сегменты 25 закреплены на стержнях 10 пайкой 26,На Фиг.2 представлен поперечный разрез полюса 1 А-А, на котором представлено гидравлическое соединение шпилек-охладителей 7 а и 7 б прямого контура со шпилькой-охладителем 7 в обратного контура с помощью перемычки 19, При этом число шпилек-охладителей прямого контура 7 а и 76 может быть один-два элемента больше, чем шпилек-охлацителей 7 в, На трубопроводы 15 и 20 закреплены накидные гайки 16.На фиг,3 представлен вид Д, на котором изображен один из вариантов гидравлического соединения трубопроводов напора 15 и слива 20 с прямыми 7 а и 7 б и обратным 7 в гидравлическими контурами шпилек-охладителей 7 с помощью перемычки 17.Полюс электрической машины работает следующим образом. От напорного коллектора через перемычку жидкий хладагент поступает в трубопроводы 15 а и 155, из которых распределяется по напорным шпилькам-охладителям 7 а и 7 б и, проходя по их гидравлическим каналам 8, снимает тепловые потери из демпферных стержней 10 и с поверхности Ж полюсного башмака 9, при этом жидкий хладагент нагревается. Затем, пройдя в перемычку 19, два потока сливаются в один в гидравлическом канале 8 шпильки-охладителя 7 в, которая отводит тепловые потери от зоны с минимальным воздушным зазором, и нагретый хладагент поступает по трубопроводу 20 в сливной коллектор, Шпильки-охладители 7, изготовленные из магнитной коррозионно-стойкой стали тииа 20 У. 13 снижают концентрацию магнитного потока в зоне вблизи плоскости соединения башмака 9 с сердечником 2. При использовании для охлаждения сердечников 2 технической воды или магнитной жидкости сердечники полюсов охлаждаются через автономные коллекторьь При охлаждении сердечника 2 магнитной жидкостью концентрация магнитного потока в сердечнике 2 и башмаках 9 практически отсутствует. Коллектора в этом случае должны быть выполнены с дизлектрически изолированной поверхностью.К преимуществам предполагаемой конструкции относятся следующие:выполнение стяжных шпилек охладителями позволяет снизить концентрацию механических напряжений в зоне. близкой к50применение для охлаждения полюсовмагнитной жидкости, подаваемой в охладители от автономных коллекторов.Предлагаемое изобретение может бытьиспользовано в синхронных явнополюсных55машинах: генераторах, двигателях, компенсаторах, а также в машинах постоянного тока: генераторах и двигателях.Формула изобретения 1. Полюс электрической машины, содержащий обмотку возбуждения, выполненную 5 10 15 20 2530 3540 максимальным центробекным нагрузкам - прибашмачной зоне сердечника;выполнение шпилек-охладителей из магнитного коррозионно-стойкого металла позволяет уменьшить концентрацию магнитного потока в прибашмачной зоне и этим несколько уменьшить ток и потери на возбуждение;расположение шпилек-охладителей в прибашмачной зоне с разнесенными прямым и обратным контурами позволяет приблизить к источникам потерь охладители и этим. повысить эффективность охлаждения;использование для охладителей сердечников коррозионно-стойкого металла позволяет применять для охлаждения техническую воду с меньшей температурой на входе, что снижает температуру охлаждаемой поверхности Ж на 7 - 10 С,Применение охлаждения с помощью магнитной жидкости позволяет уменьшить в прибашмачной зоне концентрацию магнитной индукции, что позволит уменьшить ток и потери на возбуждение, а это повышает КПД машины,расположение охладителей с "холодными" элементами вблизи зоны с большими тепловыделениями из-за крайних демпферных стержней, а "теплых" элементов в зонес меньшими тепловыделениями позволяет выровнять температуру по охлаждаемой поверхности Ж,Сущностью предлагаемой конструкции является следующее: выполнение в качестве охладителей стяжных шпилек полюса, аксиально проходящих через отверстия в его сердечнике вблизи прибашмачной зоны с большими тепловыделениями; выполнение шпилек-охладителей из магнитной коррозионно-стойкой стали; выполнение шпилекохладителей прямого более "холодного" контура расположенными приближенными к зонам больших тепловыделений и числом на один больше, чем охладителей обратногоконтура при общем числе охладителей два и нечетное число (3, 5 и 7), и числом на два охладителя большим, чем охладителей обратного контура при общем их числе, четном (4,6 и 8);103 б 777 Аг.2 Составитель В.МаксимовРедактор Л.Письман Техред М,Моргентал Корректор Н,Кешеля аз 3025 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Произво но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 из полых проводников, сердечник полюса сбашмаками, шихтованный из листов, в аксиальных отверстиях которого встроены труЬчатые охладители, выполненные изкорроэионно-стойкого металла, соединенные между собой с помощью гидравлических перемычек и атуцеров с образованиемгидравлического тракта прямого и обратного тока хладагента, о тл и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эффективности охлаждения и снижения потерь, на концах трубок-охладителей выполнена резьба инавинчены гайки для стяжки сердечника полюса, при этом трубки-охладители, расположенные у плоскости, соединягощей башмак 15 и сердечник. грисоедичены к нлпорнол 1 у коллектору, а количество 1 рулпк охладителей гидравлического тракт обратного тока хлддагента на Одну меньше, чем иидравлическом тракте прямого тока,2, Полюс электрической машины по п,1. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что трубкиохладители выполнены из магнитноо латериала,Э, Полюс электрической машины по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве хладагента использована магнитная жидкость, подаваемая в трубки-охладители от автономных коллекторов, электрически изо. лированных от элементов ро 1 ора.